TiAl合金具有低密度、高比强度和优异的抗氧化性化学性能、良好的高温机械性能等优点,故应用广泛。新型轻质高温结构材料的展望用它代替铸造镍基高温合金可以通过制造增压涡轮来减轻涡轮转子的重量50%以上,从而改善发动机的瞬态响应,降低发动机的功率损失。因此,TiAl水轮机与钢轴的连接技术这项研究意义重大。发现TiAl合金与钢的摩擦焊接性较差,所以直接进行摩擦焊接,将难以获得高质量的摩擦焊接接头。
GH和其它镍基超合金可以溶解大量的钛、铝,V、Cr等元素,高温性能随温度和TiAl的变化规律相对匹配,与结构钢具有良好的摩擦焊接性,因此,它是作为中间过渡层的优良材料。挑选利用激光表面改性技术实现了TiAl和镍基合金的表面改性。(K)的扩散焊接。以Ti为中间层研究了TiAl与镍基合金(GH)的接触反应钎焊大剪切强度为MPa。采用热塑性粘合剂(TPB)法,在接近锆-铝-镍-铜金属玻璃焊料熔化在60min的温度下,通过焊料的超塑性流动,固体TiAl与镍基合金(GH)的有效连接具有很强的抗拉强度。高达兆帕。TiAl和GH上的摩擦相等研究了摩擦扩散复合焊接。之前没发现有关于它的东西异种材料模量对摩擦焊接头性能的影响报告。
当摩擦焊接TiAl和GH时,GH就会出来通过优化模量参数,研究了TiAl与GH的摩擦焊接。摩擦焊接过程中界面的温度分布和微观结构对理解摩擦焊接非常重要在摩擦生热的机制和循环过程中,高温金属的建立变形和流动规律,特别是阐明摩擦焊时的接头组织变革的规律意义重大。
焊接设备和材料摩擦焊设备是西北工业大学研制的CI型连续驱动摩擦焊机,最大焊接力kN,最大转速r/min,并配有工控机闭环控制系统。实验用TiAl合金采用真空感应悬浮精炼铸造合金,热处理:热等静压+真空退火。GH高温合金为单相奥氏体固溶强化合金,采用热处理方法。对于固溶处理(温度为℃)。样品尺寸为25mm×60mm圆棒,摩擦焊前用丙酮清洗焊接面,使其材料化学成分见表1。
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温度测量方法和样品制备在测试中,半自发热电偶法[15]用于测量焊接过程。界面中的实时温度。因为热电由不同的材料组成测的热电势和温度的关系不一样,因为这需要校准非标准热电偶。采用k型检验用标准NiCr-NiSi热电偶校准NiSi-GH半自热电偶。GH焊件(1号孔)的轴线和1/2半径处(孔2)加工测温孔,将镍-硅丝放在陶瓷管上并穿入孔中本文采用MgO和MgCl2作为绝缘填充材料制作Ni-Si线,陶瓷管用GH粘合固定,以确保摩擦焊接时Ni-Si丝不晃动,不与被测基板接触,如图1所示。
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根据半自发热电偶的测温原理,连线并构成数字根据采集电路,如图2所示。摩擦焊接开始后,摩擦界面温度急剧上升,Ni-Si丝与金属摩擦表面接触。热电偶电路形成一条通路,通过计算机采集系统以NiSi-GH半自发热电偶的热电势,然后根据标准结果,可以获得摩擦界面温度。
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接头性能和显微组织测试焊接采用DOLIDDL电子万能试验机。测试接头的拉伸性能,加载速度为0.5mm/min。根据GB/T.1-。沿焊件的轴向切割经线。打磨抛光后制作金相试样,采用费韦里奥斯G4用扫描电子显微镜(SEM)观察了接头的微观组织检查。XMUTESCANVega2扫描电子显微镜利用扫描电子显微镜(SEM)和配备的牛津INCAX-Max20能谱仪(EDS)对拉伸断口进行了观察和分析。
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